学习笔记：音频之耳机

（本文仅用于本人学习记录，仅供参考）

一、耳机基本认识

引用http://www.cnblogs.com/Peter-Chen/p/3999212.html（稍作修改）

主要有两种耳机类型，从下图可以看到，左边的耳机接口结构有左声道、右声道、接地端和mic端，下面我们称该类型耳机为四环耳机；右边的耳机接口结构有左声道、右声道、接地端，不带mic接口，我们称之为三环耳机，区别就在于带不带麦克风。



与耳机对应，一般常见的耳机插口都是由5PIN or 6PIN组成，其中PIN脚分别作为HP_OUTL(左声道输出)、HP_OUTR(右声道输出)、HP_DET#(耳机检测)、GROUND(地) & MIC(麦克风)使用。

驱动中耳机检测的一般流程：

HP_DET#信号由High->Low，触发IRQ到SOC，进入中断处理函数（即耳机类型检测）；先是去检测耳机的类型，确定耳机是三环还是四环耳机，将耳机状态上报给系统后，再去检测按键状态，当检测到按键状态有变化，通过输入子系统上报事件，然后进行相对应的按键功能处理。

　　虽然耳机插口仅由5~6PIN组成，但不同的厂商会将其设计成各种各样。耳机接口的不同构造会对应着不同现象。以下是在网上搜集的一些接口类型，仅供参考。

　　

类型一：



该耳机插口构造是HP_DET#和HPOUTL处于最前端，并且在同一位置，这样的设计是只有当耳机全部插入的时候，才能触发HP_DET#信号。由耳机检测的流程可知，该构造可以很精确的确定耳机是三环还是四环耳机。并且不管快拔 or 慢拔耳机，都能第一时间触发HP_DET#信号。

类型二：



这样的构造可能会出现当4环耳机刚拔出1环左右长度时，在这种情况下，6个PIN的状态可能如下：HP_OUTL处于float状态；HP_DET# & HS_OUTR处于第一环；AGND处于第二环；MIC2P_HP处于第三环，恰好是耳机的“-G-”，使得MIC2P_HP引脚的电压值为0.0V。由于HP_DET#依旧处于Pull Low状态，这样系统认为4环耳机仍然插入，而此时MIC2P_HP引脚因接地，导致其引脚电压值一直为0.0V，这与插入4环耳机，长按Butten的效果是一样的。

类型三：



4000
类型三耳机插口构造是将HP_DET# & AGND引脚接到同一位置，这样当耳机插入2节左右长度时，系统就可以识别到有耳机插入。使用Type3 Jack除了会出现Type2 Jack问题外，还会出现当慢慢斜着插入3环耳机时，系统会认为是4环耳机直接上报给上层。这个问题可以通过机构的设计解决“斜插”的问题，从而消除3环误认为4环的现象。

类型四：



该构造与类型一的构造和效果差不多。

二、主要代码函数分析

1、cod3034x芯片的probe回调函数，进行芯片的初始化，用工作队列创建耳机类型和按键的状态检测函数。以下贴出的是部分代码

/*Codec芯片的probe函数*/
cod3034x_codec_probe(struct snd_soc_codec *codec)
|-- snd_soc_codec_get_drvdata(codec);
|-- devm_regulator_get(codec->dev, "vdd_ldo27");
|-- INIT_WORK(&cod3034x->buttons_work, cod3034x_buttons_work);//添加按键检测的工作队列
|-- cod3034x_buttons_work//耳机按键检测函数
|-- create_singlethread_workqueue("buttons_wq");
|-- INIT_WORK(&cod3034x->jack_det_work, cod3034x_jack_det_work);//添加耳机检测的工作队列
|-- cod3034x_jack_det_work//耳机检测函数
|-- create_singlethread_workqueue("jack_det_wq");
|-- cod3034x_adc_start(cod3034x);
|-- cod3034x_i2c_parse_dt(cod3034x);//获取dts中的设备属性值
|-- cod3034x_register_notifier(&codec_notifier, cod3034x);
|-- set_codec_notifier_flag();
|-- cod3034x_codec_initialize(codec);
|-- cod3034x_jack_mic_register(codec);
|-- cod3034x_enable(codec->dev);

2、cod3034x_jack_det_work函数用于检测插入耳机的类型，确定插入的是三段耳机还是四段耳机，三段与四段的区别在于耳机是否带麦克风。

static void cod3034x_jack_det_work(struct work_struct *work)
{
dev_dbg(cod3034x->dev, "%s(%d) jackdet: %d\n",
__func__, __LINE__, jackdet->jack_det);
mutex_lock(&cod3034x->jackdet_lock);

if (jackdet->jack_det == true) {
/* set delay for read correct adc value */
msleep(cod3034x->mic_det_delay);

/* read adc for mic detect */
adc = cod3034x_adc_get_value(cod3034x);//获取耳机接口的adc值
dev_dbg(cod3034x->dev, "%s mic det adc  %d, mic_det_delay: %d\n",
__func__, adc, cod3034x->mic_det_delay);

if (adc > cod3034x->mic_adc_range)//判断是否检测到了mic
jackdet->mic_det = true;
else
jackdet->mic_det = false;

dev_dbg(cod3034x->dev, "%s Mic det: %d\n",
__func__, jackdet->mic_det);
jackdet->adc_val = adc;
} else {
dev_dbg(cod3034x->dev, "%s JACK OUT\n", __func__);
/* jack/mic out */
jackdet->mic_det = false;
jackdet->adc_val = -EINVAL;
}

/* 发送耳机接口事件给音频框架 */
if (jackdet->jack_det && jackdet->mic_det)//
switch_set_state(&cod3034x->sdev, 1);   /* 4段耳机 */
else if (jackdet->jack_det)
switch_set_state(&cod3034x->sdev, 2);   /* 3段耳机 */
else
switch_set_state(&cod3034x->sdev, 0);

if (cod3034x->is_suspend)
regcache_cache_only(cod3034x->regmap, false);

snd_soc_write(codec, COD3034X_92_JACK_CTR, 0x30);
if (jackdet->jack_det && jackdet->mic_det) {
/* 4 Pole Jack-in */
snd_soc_write(codec, COD3034X_92_JACK_CTR, 0x30);
/* button threshold */
snd_soc_write(codec, COD3034X_88_CTR_IMP3, 0x10);
dev_dbg(cod3034x->dev, "%s 4 Pole Jack-In\n", __func__);
} else if (jackdet->jack_det) {
/* 3 Pole Jack-in */
snd_soc_write(codec, COD3034X_92_JACK_CTR, 0x20);
/* button threshold */
snd_soc_write(codec, COD3034X_88_CTR_IMP3, 0x10);
dev_dbg(cod3034x->dev, "%s 3 Pole Jack-In\n", __func__);
} else {
/* Jack-out */
snd_soc_write(codec, COD3034X_92_JACK_CTR, 0x00);
dev_dbg(cod3034x->dev, "%s JACK OUT\n", __func__);
}

if (cod3034x->is_suspend)
regcache_cache_only(cod3034x->regmap, true);

dev_dbg(cod3034x->codec->dev, "Jack %s, Mic %s\n",
jackdet->jack_det ? "inserted" : "removed",
jackdet->mic_det ? "inserted" : "removed");

mutex_unlock(&cod3034x->jackdet_lock);
}

3、cod3034x的按键检测函数

static void cod3034x_buttons_work(struct work_struct *work)
{
/*按键按下但是按键突然拔出情况下的处理*/
if (!jd->jack_det) {
dev_err(cod3034x->dev, "Skip button events for jack_out\n");
/* button pressed and earjack out in sudden, button should be released. */
if (jd->privious_button_state == BUTTON_PRESS) {
jd->button_det = false;
input_report_key(cod3034x->input, jd->button_code, 0);
input_sync(cod3034x->input);
cod3034x_process_button_ev(cod3034x->codec, jd->button_code, 0);
dev_dbg(cod3034x->dev, ":key %d released when jack_out\n", jd->button_code);
}
return;
}

/*如果只检测到了耳机但是没有检测到麦克风，说明是三段耳机，按键检测函数直接结束*/
if (!jd->mic_det) {
dev_err(cod3034x->dev, "Skip button events for 3-pole jack\n");
return;
}

/*确保耳机插入无误后进行按键的检测*/
/* set delay for read correct adc value */
mdelay(10);
for (j = 0; j < ADC_TRACE_NUM2; j++) {
/* read GPADC for button */
for (i = 0; i < ADC_TRACE_NUM; i++) {
adc = cod3034x_adc_get_value(cod3034x);//获取耳机的adc值
adc_values[i] = adc;
udelay(ADC_READ_DELAY_US);
}

/*
* check avg/devi value is proper
* if not read adc after 5 ms
*/
avg = get_adc_avg(adc_values);//求平均值
devi = get_adc_devi(avg, adc_values);//（数据值-平均值）的平方和
dev_dbg(cod3034x->dev,":button adc avg: %d, devi: %d\n", avg, devi);

if (devi > ADC_DEVI_THRESHOLD) {
queue_work(cod3034x->buttons_wq,&cod3034x->buttons_work);

for (i = 0; i < ADC_TRACE_NUM;) {
dev_err(cod3034x->dev,
":retry button_work :  %d %d %d %d %d\n",
adc_values[i + 0],
adc_values[i + 1],
adc_values[i + 2],
adc_values[i + 3],
adc_values[i + 4]);

i += 5;
}
return;
}
adc_final_values[j] = avg;

if (avg > adc_max)
adc_max = avg;
mdelay(ADC_READ_DELAY_MS);
}
adc_final = adc_max;

/* 检测按键是处于按下状态还是松开状态 */
if (adc_final > cod3034x->btn_release_value) {
/*btn_release_value在cod3034x_i2c_parse_dt函数中可确定*/
dev_dbg(cod3034x->dev,
"Button Released! adc_fanal: %d, btn_value: %d\n",
adc_final,
cod3034x->btn_release_value);

current_button_state = BUTTON_RELEASE;//确定当前按键状态为松开
} else {
dev_dbg(cod3034x->dev,
"Button Pressed! adc_final: %d, btn_value: %d\n",
adc_final,
cod3034x->btn_release_value);

current_button_state = BUTTON_PRESS;//
}

/*判断当前按键状态是否与前一按键状态相同，相同的话，直接返回不会再去检测adc值*/
if (jd->privious_button_state == current_button_state) {
dev_dbg(cod3034x->dev, "status are same\n");
return;
}

jd->privious_button_state = current_button_state;/*检测到当前按键状态与前一按键状态不同，将当前按键状态传给保存前一按键状态的标志位，用于下次判断*/

adc = adc_final;
jd->adc_val = adc_final;

for (i = 0; i < 4; i++)/*打印耳机各个按键相对应的code，adc范围值*/
dev_dbg(cod3034x->dev,
"[DEBUG]: adc(%d), buttons: code(%d), low(%d), high(%d)\n",
adc,
cod3034x->jack_buttons_zones[i].code,
cod3034x->jack_buttons_zones[i].adc_low,
cod3034x->jack_buttons_zones[i].adc_high);

/* 根据设定的范围值去确定具体是哪个按键按下 */
if (current_button_state == BUTTON_PRESS) {
for (i = 0; i < num_buttons_zones; i++)
if (adc >= btn_zones[i].adc_low &&adc <= btn_zones[i].adc_high) {
jd->button_code = btn_zones[i].code;
/*确定后通过输入子系统上报事件，产生中断实行按键功能*/
input_report_key(cod3034x->input,
jd->button_code,
1);

input_sync(cod3034x->input);
jd->button_det = true;
cod3034x_process_button_ev(cod3034x->codec,
jd->button_code,
1);

dev_dbg(cod3034x->dev, ":key %d is pressed, adc %d\n",
btn_zones[i].code, adc);
return;
}

dev_dbg(cod3034x->dev, ":key skipped. ADC %d\n", adc);
} else {
/*按键松开事件上报中断*/
jd->button_det = false;
input_report_key(cod3034x->input, jd->button_code, 0);
input_sync(cod3034x->input);
cod3034x_process_button_ev(cod3034x->
c7bf
;codec,
jd->button_code,
0);

dev_dbg(cod3034x->dev, ":key %d released\n", jd->button_code);
}

return;
}

4、cod3034x_adc_get_value用于读取ADC接口的数据

static int cod3034x_adc_get_value(struct cod3034x_priv *cod3034x)
{
int adc_data = -1;
int adc_max = 0;
int adc_min = 0xFFFF;
int adc_total = 0;
int adc_retry_cnt = 0;
int i;
struct iio_channel *jack_adc = cod3034x->jack_adc;

for (i = 0; i < COD3034X_ADC_SAMPLE_SIZE; i++) {
/*#define COD3034X_ADC_SAMPLE_SIZE 5*/
iio_read_channel_raw(&jack_adc[0], &adc_data);
/* 设定多次读取，直到读取成功 */
while (adc_data < 0) {
adc_retry_cnt++;
if (adc_retry_cnt > 10)
return adc_data;
iio_read_channel_raw(&jack_adc[0], &adc_data);
}

/* Update min/max values */
if (adc_data > adc_max)
adc_max = adc_data;
if (adc_data < adc_min)
adc_min = adc_data;

adc_total += adc_data;//获取五次的值进行相加
}

return (adc_total - adc_max - adc_min) / (COD3034X_ADC_SAMPLE_SIZE - 2);//减去五次数值中的最大值和最小值，求平均值。
}

5、cod3034x_i2c_parse_dt该函数用于从dts获取codec的各种属性值

static void cod3034x_i2c_parse_dt(struct cod3034x_priv *cod3034x)
{
/* todo .. Need to add DT parsing for 3034 */
struct device *dev = cod3034x->dev;
struct device_node *np = dev->of_node;
unsigned int bias_v_conf;
int mic_range, mic_delay, btn_rel_val;
struct of_phandle_args args;
int i = 0;
int ret;

cod3034x->int_gpio = of_get_gpio(np, 0);

if (cod3034x->int_gpio < 0)
dev_err(dev, "(*)Error in getting Codec-3034 Interrupt gpio\n");

/* 默认偏差电压 */
cod3034x->mic_bias1_voltage = MIC_BIAS1_VO_3_0V;
cod3034x->mic_bias2_voltage = MIC_BIAS2_VO_3_0V;
cod3034x->mic_bias_ldo_voltage = MIC_BIAS_LDO_VO_3_3V;

ret = of_property_read_u32(dev->of_node,
"mic-bias1-voltage", &bias_v_conf);
if ((!ret) && ((bias_v_conf >= MIC_BIAS1_VO_2_8V) &&
(bias_v_conf <= MIC_BIAS1_VO_3_0V)))
cod3034x->mic_bias1_voltage = bias_v_conf;
else
dev_dbg(dev, "Property 'mic-bias1-voltage' %s",
ret ? "not found" : "invalid value (use:1-3)");

ret = of_property_read_u32(dev->of_node,
"mic-bias2-voltage", &bias_v_conf);
if ((!ret) && ((bias_v_conf >= MIC_BIAS2_VO_2_8V) &&
(bias_v_conf <= MIC_BIAS2_VO_3_0V)))
cod3034x->mic_bias2_voltage = bias_v_conf;
else
dev_dbg(dev, "Property 'mic-bias2-voltage' %s",
ret ? "not found" : "invalid value (use:1-3)");

ret = of_property_read_u32(dev->of_node, "mic-adc-range", &mic_range);//从dts中获取mic的adc阈值，根据此值去检测判断mic是否存在
if (!ret)
cod3034x->mic_adc_range = mic_range;
else
cod3034x->mic_adc_range = 1120;

ret = of_property_read_u32(dev->of_node, "mic-det-delay", &mic_delay);
if (!ret)
cod3034x->mic_det_delay = mic_delay;
else
cod3034x->mic_det_delay = 150;

ret = of_property_read_u32(dev->of_node,
"btn-release-value", &btn_rel_val);/*获取按键释放的阈值，用于判断按键是否释放*/
if (!ret)
cod3034x->btn_release_value = btn_rel_val;
else
cod3034x->btn_release_value = 1100;/*若设备树中无定义，使用该值*/

ret = of_property_read_u32(dev->of_node,
"mic-bias-ldo-voltage", &bias_v_conf);
if ((!ret) && ((bias_v_conf >= MIC_BIAS_LDO_VO_2_8V) &&
(bias_v_conf <= MIC_BIAS_LDO_VO_3_3V)))
cod3034x->mic_bias_ldo_voltage = bias_v_conf;
else
dev_dbg(dev, "Property 'mic-bias-ldo-voltage' %s",
ret ? "not found" : "invalid value (use:1-3)");

dev_dbg(dev, "Bias voltage values: bias1 = %d, bias2= %d, ldo = %d\n",
cod3034x->mic_bias1_voltage,
cod3034x->mic_bias2_voltage,
cod3034x->mic_bias_ldo_voltage);

if (of_find_property(dev->of_node,
"update-firmware", NULL))
cod3034x->update_fw = true;
else
cod3034x->update_fw = false;

if (of_find_property(dev->of_node, "use-btn-adc-mode", NULL) != NULL)
cod3034x->use_btn_adc_mode = true;

dev_err(dev, "Using %s for button detection\n",
cod3034x->use_btn_adc_mode ? "GPADC" : "internal h/w");

if (cod3034x->use_btn_adc_mode) {
/*以下获取按键的adc范围值，用于判断耳机按键类型，确定按键功能和上报节点*/
for (i = 0; i < 4; i++) {
if (of_parse_phandle_with_args(dev->of_node,
"but-zones-list",
"#list-but-cells", i, &args))
break;

cod3034x->jack_buttons_zones[i].code = args.args[0];
cod3034x->jack_buttons_zones[i].adc_low = args.args[1];
cod3034x->jack_buttons_zones[i].adc_high = args.args[2];
}
/* initialize button status */
cod3034x->jack_det.privious_button_state = BUTTON_RELEASE;

for (i = 0; i < 4; i++)
dev_err(dev, "[DEBUG]: buttons: code(%d), low(%d), high(%d)\n",
cod3034x->jack_buttons_zones[i].code,
cod3034x->jack_buttons_zones[i].adc_low,
cod3034x->jack_buttons_zones[i].adc_high);
}
}

上述就是三星平台音频codec模块的主要代码分析。

三、总结：

1、拿到BUG，首先进行问题的分析，从测试提供的资料中获取与BUG有关的所有信息，与测试人员进行沟通，确定测试流程和测试环境，避免自测产生不必要的麻烦。

2、进行问题解析，对问题进行定位，列出可能产生此现象的问题点，先排除自身模块的问题再去考虑其他模块的问题。环环相扣，层层排除。

3、保持良好的心态，认真解BUG。